Le générateur d’éolienne, également appelé génératrice, transforme l’énergie mécanique de rotation transmise par le rotor en énergie électrique. Il fonctionne grâce à l’interaction entre un champ magnétique et des conducteurs électriques.
Comment fonctionne un générateur d’éolienne ?
Le générateur comprend une partie tournante, le rotor du générateur, et une partie fixe, le stator. Leur mouvement relatif et le champ magnétique permettent la conversion de l’énergie mécanique en électricité. Le rotor du générateur est distinct du rotor de l’éolienne, qui désigne l’ensemble constitué des pales et du moyeu.
Selon la conception de la machine, le générateur est entraîné par l’intermédiaire d’un multiplicateur ou directement par le rotor de l’éolienne.
Que représente le schéma ?
Le schéma présente deux familles de générateurs – asynchrones et synchrones – ainsi qu’une architecture de transmission : l’entraînement direct. Les illustrations sont simplifiées pour expliquer leurs principales différences.
Le générateur asynchrone
Le générateur asynchrone fonctionne avec un écart de vitesse, appelé glissement, entre son rotor et le champ magnétique tournant du stator.
Il peut posséder un rotor à cage ou un rotor bobiné. Certaines éoliennes utilisent une génératrice asynchrone à double alimentation, dont le rotor bobiné est relié à un convertisseur électronique.
Le générateur synchrone
Dans un générateur synchrone, le rotor tourne à la même vitesse que le champ magnétique tournant du stator. Son champ magnétique peut être produit par des aimants permanents ou par une excitation électrique.
Cette technologie peut être utilisée avec un multiplicateur ou dans une architecture à entraînement direct.
L’entraînement direct
L’entraînement direct relie le rotor de l’éolienne au générateur sans multiplicateur. Le générateur fonctionne alors à faible vitesse de rotation et doit être conçu pour transmettre un couple élevé.
Il s’agit d’une architecture mécanique, généralement associée à un générateur synchrone, et non d’une troisième famille de générateurs.
Comment l’électricité rejoint-elle le réseau ?
La chaîne simplifiée représentée en bas du schéma est : Énergie mécanique → Générateur → Électricité
Dans l’installation réelle, d’autres équipements interviennent. Selon la technologie, un convertisseur adapte les caractéristiques de l’électricité produite. Un transformateur permet ensuite d’adapter la tension au réseau de collecte du parc éolien.
Quels éléments surveiller en maintenance ?
Le suivi d’un générateur porte notamment sur les roulements, les vibrations, la température, le refroidissement, les connexions et l’isolation des enroulements.
Sur les modèles qui en sont équipés, les bagues et les balais nécessitent également des contrôles adaptés. Les opérations à réaliser dépendent de la technologie et des prescriptions du fabricant.
